技术知识

聚焦科技之美

以高素质团队和专业设备打造业界领先的传感器、混合集成电路产品

聚焦科技之美

技术知识

  主页 / 新闻资讯 / 技术知识 /

压电式加速度传感器解析

作者:admin  更新时间:2017-07-12
压电式加速度传感器又称压电加速度计。它也归于惯性式传感器。它是使用某些物质如石英晶体的压电效应,在加速度计受振时,质量块加在压电元件上的力也随之改变。当被测振荡频率远低于加速度计的固有频率时,则力的改变与被测加速度成正比。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船只、桥梁和修建的振荡和冲击丈量中现已得到了广泛的应用,特别是航空和宇航领域中更有它的特别位置。压电式传感器也广泛应用在生物医学丈量中,比如说心室导管式微音器即是由压电传感器制成的,由于丈量动态压力是如此遍及,所以压电传感器的应用就十分广泛。
 使用时,将传感器基座与试件刚性固定在一起,当其感触振荡时,因为绷簧的刚度相当大,质量块的质量相对较小,能够以为质量块的惯性很小。因而能够以为质量块感触到与传感器基座一样的振荡,并遭到与加速度方向相反的惯性力效果,这么,质量块就有一个正比于加速度的效果力效果在压电片上。通过压电片的压电效应,在压电片的表面上就会发生随振荡加速度改变的电压,当振荡频率远低于传感器的固有频率时,传感器输出的电压与效果力成正比,即与传感器感触到的加速度成正比。将此电压输入到前置放大器后就能够用一般的测量仪器测出加速度,如在放大器中加恰当的积分电路,就能够测出振荡速度和位移。
压电式加速度传感器解析
​常用的压电式加速度计的结构形式如图。S是弹簧,M是质量块,B是基座,P是压电元件,R是夹持环。图a是中央安装压缩型,压电元件—质量块—弹簧系统装在圆形中心支柱上,支柱与基座连接。这种结构有高的共振频率。然而基座B与测试对象连接时,如果基座B有变形则将直接影响拾振器输出。此外,测试对象和环境温度变化将影响压电元件,并使预紧力发生变化, 易引起温度漂移。图c为三角剪切形,压电元件由夹持环将其夹牢在三角形中心柱上。加速度计感受轴向振动时,压电元件承 受切应力。这种结构对底座变形和温度变化有极好的隔离作用,有较高的共振频率和良好的线性。图b为环形剪切型,结构简单,能做成极小型、高共振频率的加速度计,环形质量块粘到装在中心支柱上的环形压电元件上。由于粘结剂会随温度增高而变软,因此最高工作温度受到限制。